氏 名 授 与 し た 学 位 専攻分野の名称 学 位 授 与 番 号 学位授与の日付 学位授与の要件
学位論文の題目
論 文 審 査 委 員
小林 暉政 博 士 歯 学
博甲第６１７２号 令和２年３月２５日
医歯薬学総合研究科社会環境生命科学専攻
（学位規則第４条第１項該当）
Effects of coffee intake on oxidative stress during aging-related alterations in periodontal tissue
（加齢による歯周組織中の酸化ストレスに対するコーヒー摂取の効果の検討）
大原 直也 教授 髙柴 正悟 教授 佐々木 朗 教授
学位論文内容の要旨
【 目 的 】
加 齢 と と も に 細 胞 に お け る 活 性 酸 素 種（ROS）の 産 生 が 増 加 し 、酸 化 ス ト レ ス に よ っ て ミ ト コ ン ド リ ア のDNA損 傷 や ア ポ ト ー シ ス が 誘 導 さ れ る 。 し た が っ て 、 抗 酸 化 物 質 に よ りROSを 減 少 さ せ る こ と は 、 全 身 へ の 作 用 だ け で な く 局 所 に お い て も 加 齢 プ ロ セ ス の 抑 制 に 役 立 つ 可 能 性 が あ る 。 歯 槽 骨 吸 収 は 加 齢 と と も に 進 行 し 、ROSの 関 与 が 指 摘 さ れ て い る 。 ま た 、 抗 酸 化 物 質 は 歯 周 病 の 予 防 に 効 果 が あ る 。 一 方 、 コ ー ヒ ー は 多 く の 国 で 消 費 さ れ て い る 飲 料 で あ り 、 強 力 な 抗 酸 化 能 を も つ 。 過 去 の 疫 学 研 究 に お い て 、 コ ー ヒ ー の 摂 取 量 が 多 い 患 者 は 歯 周 病 の 重 症 度 が 低 い と 報 告 さ れ て い る 。 そ の 一 方 で 、 コ ー ヒ ー や 高 用 量 カ フ ェ イ ン の 摂 取 に よ り 歯 周 状 態 が 悪 化 す る と い う 報 告 も あ る 。 し か し 、 コ ー ヒ ー の 摂 取 が 加 齢 に 伴 う 歯 周 組 織 の 変 化 に ど の よ う な 影 響 を 及 ぼ す か に つ い て は 不 明 で あ る 。
以 上 の 背 景 か ら 、コ ー ヒ ー の 摂 取 が 全 身 の 抗 酸 化 能 を 高 め 、局 所 に お い て も 加 齢 に 伴 う 歯 周 組 織 中 の 酸 化 ス ト レ ス の 増 加 を 抑 制 し 、 歯 槽 骨 吸 収 を 抑 制 す る と い う 仮 説 を 設 定 し た 。 本 研 究 の 目 的 は 、 ラ ッ ト の 加 齢 に 伴 う 歯 周 組 織 中 の 酸 化 ス ト レ ス 産 生 お よ び 歯 槽 骨 吸 収 に 対 す る 、 コ ー ヒ ー 摂 取 に よ る 抑 制 効 果 に つ い て 検 討 す る こ と で あ る 。
【 方 法 】
8週齢のFischer344系雄性ラットを、ベースライン群、通常食群、コーヒー含有粉末食群（0.62%コーヒー
群と1.36%コーヒー群）の4群に分けた（各群8匹ずつ、計32匹）。ベースライン群は直ちに屠殺し、その
他の群は12週間飼育後に屠殺し、血液、下顎骨、そして歯周軟組織を採取した。血清中の酸化ストレスの 指標としてROSによる代謝産物の一つであるreactive oxygen metabolites（ROM）を、抗酸化能の指標として
OXY adsorbentを測定した。歯槽骨吸収の評価として、第一臼歯のセメント－エナメル境と歯槽骨頂間の距
離を測定した。歯周軟組織中の酸化ストレスの評価として、8-hydroxydeoxyguanosine（8-OHdG）の免疫染色 を、抗酸化能の評価として、nuclear factor erythroid 2-related factor 2（Nrf2）の蛍光染色を行い、8-OHdGの陽 性細胞率およびNrf2の核内移行率を算出した。さらに、採取した歯周軟組織を凍結破砕した後、RNAを抽
出し、酸化ストレスおよび抗酸化防御関連遺伝子を対象とした逆転写定量 PCR アレイ解析を行い、歯周軟 組織中の酸化・抗酸化関連遺伝子について発現が変動するものを検索した。多群間の比較にはTukey法を、
2群間の比較にはStudent t検定を用いた。有意水準は5%とした。
【 結 果 】
血 清 中 のROMは 、 ベ ー ス ラ イ ン 群 で い ず れ の 群 よ り も 有 意 に 低 く （p = 0.023） 、 コ ー ヒ ー 摂 取 の2群 で は 通 常 食 群 よ り も 低 い 傾 向 に あ っ た が 、有 意 な 差 は な か っ た 。一 方 、血 清 中 のOXY adsorbentは 、1.36％ コ ー ヒ ー 群 で い ず れ の 群 よ り も 有 意 に 高 か っ た 。歯 周 軟 組 織 中 の8-OHdG 陽 性 細 胞 率 は 、通 常 食 群 で ベ ー ス ラ イ ン 群 よ り も 有 意 に 高 く（p < 0.001）、1.36％ コ ー ヒ ー 群 で は 通 常 食 群 お よ び0.62％ コ ー ヒ ー 群 よ り も 有 意 に 低 か っ た（p = 0.001お よ びp = 0.018）。歯 槽 骨 吸 収 量 は 、通 常 食 群 で ベ ー ス ラ イ ン 群 よ り も 有 意 に 大 き く（p < 0.001）、1.36％ コ ー ヒ ー 群 で は 通 常 食 群 よ り も 有 意 に 低 か っ た 。Nrf2核 内 移 行 率 は 、1.36％ コ ー ヒ ー 群 で 通 常 食 群 よ り も 有 意 に 高 か っ た（p = 0.008）。ま た 、1.36%コ ー ヒ ー 群 の 歯 周 軟 組 織 中 で 通 常 食 群 よ り も 発 現 量 が2倍 以 上 で あ っ た 酸 化・抗 酸 化 関 連 遺 伝 子 と し て 、抗 酸 化 関 連 遺 伝 子 で あ るGlutamate cysteine ligase、Ferritin、 そ し てHypoxanthine phosphoribosyl transf erase 1を 検 出 し た 。
【 考 察 】
血 清 中 のOXY adsorbentが1.36%コ ー ヒ ー 群 で 通 常 食 群 よ り も 有 意 に 増 加 し た こ と か ら 、 コ ー ヒ ー 摂 取 に よ っ て 全 身 血 清 中 の 抗 酸 化 能 が 亢 進 し た と 考 え ら れ る 。
歯 周 組 織 に お け る8-OHdG陽 性 細 胞 率 が 、通 常 食 群 で ベ ー ス ラ イ ン 群 よ り も 有 意 に 高 い 一 方 、 1.36%コ ー ヒ ー 群 で は 通 常 食 餌 群 よ り も 有 意 に 低 か っ た 。 さ ら に 、Nrf2核 内 移 行 率 が1.36%コ ー ヒ ー 群 で 通 常 食 群 よ り も 有 意 に 高 か っ た こ と と 、1.36%コ ー ヒ ー 群 の 歯 周 軟 組 織 中 で 通 常 食 群 よ り も 発 現 量 が2倍 以 上 で あ っ た 抗 酸 化 関 連 遺 伝 子 が 検 出 さ れ た こ と か ら 、 加 齢 に よ っ て 歯 周 組 織 で 産 生 さ れ た8-OHdGがNrf2を 介 し た 抗 酸 化 反 応 に よ っ て 減 少 し た と 考 え ら れ る 。
歯 槽 骨 吸 収 量 が 、通 常 食 群 で 有 意 に 大 き く 、1.36%コ ー ヒ ー 群 で 有 意 に 小 さ か っ た と い う 最 終 的 効 果 を 現 し た 。 こ の 効 果 に 至 る ま で は 、 コ ー ヒ ー を 継 続 的 に 摂 取 す る と ， コ ー ヒ ー 中 の ポ リ フ ェ ノ ー ル （ ク ロ ロ ゲ ン 酸 類 な ど ） が 血 中 へ 移 行 す る こ と で 、 全 身 の 血 液 中 の 抗 酸 化 能 が 高 ま る 。 全 身 循 環 か ら 歯 周 組 織 へ 至 る と 、 歯 周 軟 組 織 の 細 胞 に 存 在 す るNrf2の 核 内 へ の 移 行 を 促 す 。 核 内 へ 移 行 し たNrf2はAntioxidant responsive ele ment（ARE） に 作 用 し 、 抗 酸 化 物 質 を 放 出 し 、 酸 化 ス ト レ ス と そ れ に 伴 う 骨 芽 細 胞 の 機 能 低 下 お よ び 破 骨 細 胞 の 活 性 化 を 抑 制 す る こ と で 歯 槽 骨 吸 収 の 進 行 を 抑 制 す る こ と が わ か っ て お り 、 本 実 験 に お い て も 加 齢 に 伴 う 歯 周 組 織 中 の 酸 化 ス ト レ ス 産 生 と 歯 槽 骨 吸 収 の 進 行 を 抑 制 し た 可 能 性 が 考 え ら れ る 。
【 結 論 】
1.36%コーヒー含有飼料を摂取したラットでは、全身血清中の抗酸化能が上昇し、局所の歯周軟組織の
細胞においても Nrf2核内移行が増加することで加齢に伴う歯周組織中の酸化ストレス産生と歯槽骨吸収 が抑制されることが示唆された。
